节能减排是我国制造业的一项重要科技发展方向。机床是制造业的重要组成部分,而且我国量大面广的机床的能耗总量巨大且有效能量利用率低。减少机床的能量消耗是我国制造业实现节能减排的策略之一。机床能量消耗过程的评估和分析是减少机床能量消耗的基础。现有的机床能耗评估和分析的研究主要集中在机床的基础性能耗、工艺性能耗和结构性能耗等方面的研究,缺乏对机床动态加工过程能耗的研究。为此,本论文针对数控加工过程中数控机床能量源多、加工任务及其加工参数的动态变化等特点,提出了一种面向数控机床动态加工过程的能耗建模与仿真方法。主要工作如下:对数控机床的能耗动态性进行分析。在对数控机床多能量源构成分析的基础上,对数控机床加工过程能耗动态性进行分析,包括:分析了数控机床的能耗受动态变化加工任务的影响、分析了数控机床的能耗受机床及多能量源动态变化的运行状态的影响、分析了数控机床多能量源的能耗受变化的加工参数的影响。在此基础上,结合分层的面向对象Petri网(HOONet)和部件能耗模型对数控机床动态加工过程的能耗进行建模。其中,通过构建HOONet模型的几何结构来对受数控机床及多能量源的运行状态影响的能耗进行建模;通过定义HOONet模型的着色token及其相关属性来对受数控机床的加工任务和加工参数影响的能耗进行建模;通过建立部件能耗模型来对受加工参数影响的能耗进行建模,为HOONet提供受加工参数影响的能耗数据。在以上研究的基础上,采用MATLAB/Stateflow语言对上述模型进行仿真实现。通过仿真三个工件的数控机床动态加工过程,从数控机床角度和加工任务角度综合分析了数控机床动态加工过程的能耗信息,证明了本论文方法的可行性和有效性。